渗流力学(课件)渗流力学-第四章

第四章多相渗流理论根底本章要点1、油水两相流的渗流数学模型及含水率的推导。2、活塞式水驱油模型〔包括单向渗流和平面径向流〕。3、熟练掌握B-L公式的推导和应用，包括等饱和度面移动方程、水驱油前缘位置及含水饱和度确实定方法、两相区中平均含水饱和度确实定以及井排见水后两相渗流区中含水饱和度的变化规律。4、对于油气两相渗流，掌握其油层含油饱和度和平均地层压力的变化规律、油气两相稳定渗流规律，了解稳定状态逐次替换法。第四章多相渗流理论根底第一节水驱油物理数学模型本节要点1、原油与水的物性差异〔某些油田油水粘度比可到达几百或几十，不可忽略〕。2、水驱油过程中油水两相的运动方程和连续性方程的物理意义和推导。3、掌握水驱油过程中含水率fw的推导过程。本节要点1.运动方程水相油相第四章多相渗流理论根底-油、水相粘度-油、水相渗透率2.连续性方程第四章多相渗流理论根底油相水相-含油饱和度-含水饱和度3.含水率公式推导定义含水率fw为采出液中水相所占的分量，即：根据达西直线渗流定律，在考虑重力和毛管力时〔1〕〔2〕第四章多相渗流理论根底其中为毛管力,3.含水率公式推导〔1〕〔2〕两式联立可得，同时考虑重力和毛管力作用时：考虑重力但不考虑毛管力时考虑毛管力不考虑重力时

不考虑毛管力不考虑重力时第四章多相渗流理论根底两相区中含水率与含水饱和度关系曲线不考虑毛管力不考虑重力时3.含水率公式推导第四章多相渗流理论根底-油相的相对渗透率-水相的相对渗透率本节知识回忆考虑重力但不考虑毛管力时考虑毛管力不考虑重力时

不考虑毛管力不考虑重力时第四章多相渗流理论根底第二节活塞式水驱油理论本节要点1、活塞式水驱油是指含水区和含油区之间存在着一个明显的油水分界面，水渗入含油区后将孔隙中的油全部驱走，不存在油水两相区的驱油模型。2、掌握活塞式单向渗流、平面径向渗流模型的渗流阻力、产液公式。第四章多相渗流理论根底1、单向渗流活塞式水驱油假设：水驱油过程中地层含水区和含油区之间存在着一个明显的油水分界面，该油水分界面垂直于液流流线向井排处移动，水渗入含油区后将孔隙中的油全部驱走，即油水分界面像活塞一样向井排移动，当它到达井排处时井排就见水。

活塞式水驱油示意图〔单向流〕供给边缘排液道渗流阻力=水区渗流阻力+油区渗流阻力第四章多相渗流理论根底油水粘度不相等时，Rt，Q=f(ro),活塞式水驱油为不稳定渗流。2、平面径向流渗流阻力=水区渗流阻力+油区渗流阻力油水粘度不相等时，Rt，Q=f(ro)，活塞式水驱油为不稳定渗流。活塞式水驱油示意图〔平面径向流〕第四章多相渗流理论根底第三节非活塞式水驱油理论〔上〕本节要点1、掌握非活塞驱的物理模型，熟知水驱饱和度跃变、无水采油量，无水采收率的定义。2、定性掌握不同油水粘度比下的前缘含水饱和度变化规律以及考虑重力作用下前缘饱和度分布曲线。3、等饱和度面移动公式推导。第四章多相渗流理论根底在油藏注水开发过程中，含水区和含油区之间并不存在一个明显的油水分界面，而是当水渗入含油区后出现一个油和水同时混合流动的油水混合区〔油水两相区〕，这种水驱油的方式称为非活塞式水驱油。非活塞式水驱油示意图非活塞式水驱油含水饱和度示意图第四章多相渗流理论根底水驱前缘饱和度跃变不同油水粘度比条件下油水前缘含水饱和度考虑重力、毛管力考虑重力、毛管力作用时的前缘含水饱和度曲线第四章多相渗流理论根底设带状水驱油藏，地层是均质、水平的，流体从供给边缘流向排液道的单向渗流。边水(或注入水)进入含油区后，形成两相渗流区，在两相区中任取一微小矩形六面体进行研究。流入水量-流出水量=单元体内水相体积变化量对于无限小dt

时间内的水相：油水两相渗流理论—巴克利—莱弗里特驱油理论1、等饱和度面移动方程第四章多相渗流理论根底对于等饱和度面，dSw=0所以，有两边积分

——著名的等饱和度面移动公式。水驱油前缘处饱和度跃迁第四章多相渗流理论根底对于平面径向流——平面径向流等饱和度面移动公式。等饱和度面移动公式第四章多相渗流理论根底第三节非活塞式水驱油理论〔下〕本节要点1、掌握水驱油前缘位置和前缘含水饱和度确实定方法。2、掌握两相渗流区中平均含水饱和度确实定方法。3、掌握井排见水后，两相渗流区中含水饱和度变化规律。第四章多相渗流理论根底2、水驱油前缘含水饱和度和水驱油前缘位置确实定方法根据物质平衡原理

对等饱和度面移动公式微分所以，第四章多相渗流理论根底Swf水驱油前缘到达的位置xf

水驱油前缘到达井排(或排液道)的时间

B前缘含水饱和度确实定图示2、水驱油前缘含水饱和度和水驱油前缘位置确实定方法第四章多相渗流理论根底3、两相渗流区中平均含水饱和度确实定方法根据物质平衡原理

SwfCB第四章多相渗流理论根底4、井排见水后，两相渗流区中含水饱和度变化规律水驱前缘传播过程第四章多相渗流理论根底井排见水后任一时刻两相区中含水饱和度的分布曲线见水后井排处含水饱和度Sw2随时间的变化

第四章多相渗流理论根底见水后两相渗流区中平均含水饱和度的变化规律见水后岩芯出口端的含水率的导数见水后岩芯出口端的含油率见水后岩芯中平均含水饱和度第四章多相渗流理论根底Swf本节知识回忆B-L公式第四章多相渗流理论根底第四节油气两相渗流〔上〕本节要点1、掌握油层含油饱和度和平均地层压力的变化规律。2、生产油气比、采出程度的定义和表达方式。第四章多相渗流理论根底圆形封闭油藏中心一口生产井压降漏斗压力波传播第一期压力波传播第二期第四章多相渗流理论根底油气两相渗流规律〔马斯凯特法〕1、油层含油饱和度和平均地层压力的变化规律任一平均地层压力下剩在地层中的原油体积换算到大气条件时

地面大气条件下，剩在地层中的气体体积(包括自由气和溶解气)第四章多相渗流理论根底-气体体积系数的倒数生产油气比

生产油气比是换算到标准条件下的气体流量(包括溶解气和自由气)跟换算到标准大气条件下的油流量的比值，所以，也可以表示为

第四章多相渗流理论根底使前两式相等,平均地层压力与地层含油饱和度的关系式

改写成增量形式平均地层压力p随地层含油饱和度So的变化规律第四章多相渗流理论根底其中

采出程度/压力关系曲线图采出程度第四章多相渗流理论根底平均地层压力p随地层含油饱和度So的变化规律—原始地层压力下原油体积系数—原始含有饱和度—地面原油重度本章要点：第一、掌握H函数、油气两相稳定渗流产量的求解。第二、了解稳定状态逐次替换法求解油气两相不稳定渗流的根本方法。第三、掌握两相不稳定渗流模型中地层压力、产油量、油气比与含油饱和度〔时间〕的关系曲线。第四节油气两相渗流〔下〕第四章多相渗流理论根底将不稳定的混气石油渗流过程的每一瞬间近似看做稳定状态

地面条件下瞬间油井产量引入压力函数H别离变量,并两边积分2、油气两相稳定渗流思路两式联立第四章多相渗流理论根底H函数求解〔绘图法〕第四章多相渗流理论根底pwpepH函数求解〔公式法〕近似看做直线段第四章多相渗流理论根底3、稳定状态逐次替换法求解油气两相不稳定渗流问题油气两相渗流的过程是不稳定的,但在总过程中每一瞬间可近似看成稳定状态，这种将不稳定状态看成是无数个稳定状态的叠加的方法称为稳定状态逐次替换法。按稳定渗流计算的产量第四章多相渗流理论根底pPn+1Pn各压力间隔内的生产油气比

地层压力、产油量(或井底压力)、油气比与地层时间关系曲线转化为时间坐标地层压力、产油量(或井底压力)、油气比与地层含油饱和度关系